张兆坤开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目全绝缘管型母线的空间热场分析专业电气工程及其自动化（电力）班级电力114学生张兆坤指导教师杨国清讲师2015年一、毕业设计（论文）课题来源、类型全绝缘管型母线是一种新型导电产品，其绝缘部分是一种由多重绝缘材料和屏蔽材料相互交替形成的绝缘结构，电位由里及外逐层降低，直到表面电位为零。多重屏蔽层保证了每层绝缘层表面的电荷分布均匀，避免绝缘层表面产生局部放电，且不受其它相母线的电场和磁场的干扰，主绝缘材料采用聚四氟乙烯，因此理论上该金绝缘管母线冇优良的电气性能和化学稳定性、介质损耗小、阻燃、耐老化、使用寿命氏［1］。全绝缘屏蔽管形母线，整体全绝缘，全屏蔽，实质就是利

2、用铜管、铜棒（或铝棒、铝合金管）作为导体、外敷绝缘的一种母线产品。在国外被称Z为“管形电缆”。在国内，均有口己的命名方式和规格型号，如“管形绝缘母线、交联聚乙烯管形母线、绝缘铜管母线”等等，其实质均为同一类产品。但是由于绝缘管母线为新型产詁，口前尚无国家试验标准。全绝缘管母线在制造和接头制作过程中，绝缘层内部出现的杂质、微孔、半导电层突起和分层缺陷，均可能引起局部放电的发生，局部放电的同时伴随着发热，当温度上升到某一值就会损害绝缘，局部放电经过积累发展成电树，最终就会导致主绝缘的击穿。特别是中间接头由于绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，而且通常在现场人工制作，不良工艺容易遗留故障隐

3、患，故障率高于全绝缘管母本体。若能在设备绝缘恶化的早期发现，就可防范于未然，提高设备的可靠性和稳定性。针对全绝缘管型母线存在的问题,就需要对其自身温度以及周围空间的温度检测评估，进一步加强绝缘结构制作工艺，选择和研制更优良的绝缘材料，改变现存的绝缘结构。研究学者针对导体发热计算进行了大量研究，例如电力电缆温度场冇限元计算［2］、GIs母线损耗发热的冇限元计算［3~5］以及其他载流导体的温度场计算等等［6、7］,但是对管母线损耗发热未见报道。为此结合电场和温度场数值计算方法，建立管母线电阻损耗发热的多物理场有限元计算模型，在综合考虑电阻率温度效应、对流和辐射换热等影响因素的基础上对管母线电

4、流和温度的分布规律进行了计算分析，为管母线的结构改造、设计选型以及实际运行实时温度检测提供参考，为管母线母线发热的仿真计算奠定了基础。木课题属于专题研究类。二、选题的目的及意义随着我国经济的快速发展，电力需求越来越大，变电站主变容量也越来越大，10kV低压侧电流＞2500A的情况已极为常见。在变电站内选择安全可靠、综合效益高、载流量大的设备成为变电站设计和运行单位必须考虑的内容Z-o全绝缘屏蔽铜管母线已经越來越多的替代了传统矩形母线，通过实际运行检验证明全绝缘屏蔽铜管母线结构简洁，电气性能优异，运行安全可靠，减少了运行单位的维护工作量，综合效益比较显著［8］。管母线主要采用铝或铝合金管焊

5、接而成，用于电网输电导线与变电站变压器Z间的导体连接、输电线路中的跳线、电力设备中的连接导体以及人电流直流融冰装置中作过流导体。管型母线的质量和性能对输变电系统及电力设备的安全、叮靠运行起着至关重要的作用。自20世纪70年代管母线在电力建设工程小得到应用以来，研究学者对管母线结构设计、截而选型、微风振动、最小空气间隙等方面进行了深入研究并取得了重要成果；但在全绝缘管母线损耗发热的方面的研究较少。管母线工作温度通常为50°C左右，其电阻损耗也是电网能量损耗的重耍部分。准确掌握管母线屯阻损耗与温度的分布规律，是研究管母线缺陷在线检测识别方法和依据的基础。管母线温度除了受白身散热性能影响Z外，

6、述受环境温度、风速等环境因索的影响较大；当温度超过一定范围后，其机械强度和电学性能将会严重减小，导致材料老化、寿命降低，温度过高一直是困扰管母线发展的重要原因［9］。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势1、全绝缘管型母线发展面临的问题全绝缘屏蔽管形母线用于变压器低压侧套管与主受开关柜连接、开关柜与开关柜间的馈线连接。产品齐相绝缘独立密封，全程绝缘屏蔽，不受环境干扰，可靠性高。导流休为管形，集肤效应低，载流量大，机械强度高，承受短路电流大，安装跨距大。可直接安装在构架上，省去穿墙套管和支柱绝缘子，具有较强抗震能力，安装方便，免于维护等优点。随着绝缘管型母线的推广应用，国内许多电气设备制造

7、厂都在研制具有自主知识产权的产品，使得绝缘管型母线产业得以快速的发展。然而绝缘管型母线产品的发展还存在着一些值得制造厂、用户及相关职能部门引起重视的问题。问题一，部分产品制造工艺不够完善，质量存隐患：绝缘管型母线的绝缘层制造工艺仍需要改进和完善，如聚四氟乙烯绕包绝缘管型母线存在绕包绝缘层间存在间隙、局放偏高的问题；环氧树脂浇注绝缘管型母线存在成本较高、绝缘材料和导休材料引热胀冷缩不一致可能引起绝缘层龟裂问题；三元乙丙橡胶三层共挤绝缘